現(xiàn)階段,國內焦化廠主要采用A/O法(缺氧/好氧工藝)法、A2/O法(厭氧缺/氧/好氧組合工藝)、SBR法(序批式活性污泥法)等生物脫氮工藝處理焦化廢水,處理后出水COD質量濃度為200~300mg/L,外觀呈黃褐色且系統(tǒng)處理效果難以穩(wěn)定,出水還需經深度處理后才能達標排放或回用。目前焦化廢水的深度處理多采用絮凝法和吸附法。絮凝法采用水處理藥劑進行混凝沉淀的污水處理,處理設施占地面積大,污染物僅從水中轉移到污泥中,沒有得到無害化降解,并產生后續(xù)污泥處理問題。吸附法采用活性碳等吸附材料,具有較高的去除效率,但價格昂貴,使用壽命較短,運行成本高。制備廉價的碳質吸附劑可避免目前吸附法的不足,國內外關于污泥活性炭已經做了大量的基礎研究,但將其應用于焦化廢水 的處理未有報道。筆者通過添加鋸末和焦油,改進制備工藝,獲得綜合性能優(yōu)良的污泥活性炭,這不僅為污泥的資源化利用開辟了新的途徑,也為焦化廢水深度處理提供了技術支持。
試驗
儀器、材料和分析方法
1)儀器:SK-2-10高溫管式電阻爐、Spec-trumOne傅里葉紅外光譜儀、MicromeriticsASAP-2010比表面積孔徑測定儀、722型分光光度計、TG328A型電光分析天平、ZD-85恒溫振蕩器、pHS-25型酸度計、直徑12mm玻璃吸附柱、DHL-B電腦恒流泵。
2)材料:氫氧化鈉,鹽酸,無水乙醇,均為分析純;顆粒商品活性炭;脫水后污泥(含水率8912%);廢水取自馬鋼集團焦化廠污水處理站出水,其廢水中COD質量濃度為19618mg/L。
3)分析方法:COD測試采用重鉻酸鉀法。
試驗方法
1)污泥活性炭的制備方法。將污泥放入干燥箱中在105e干燥24h,破碎、篩分后加入適量的鋸末和焦油,分別與5mol/L的ZnCl2和KOH按固液比1B2混合均勻,靜置浸漬20h后,放入管式爐中進行炭化活化,加熱速率為10e/min,活化溫度為550e,活化時間為1h,試驗中利用N2作為保護氣�；罨a物用質量分數(shù)10%的HCl和70e以上熱水進行漂洗,烘干后備用。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。
2)不同投加量對吸附的影響。分別稱取011,012,013,014,015g的S-AC(KOH)和S-AC(ZnCl2)置于150mL的錐形瓶中,依次加入100mL焦化廢水,置入溫度為303K的水浴恒溫振蕩器,以120r/min的轉速振蕩12h,使吸附達到平衡,然后測定平衡時溶液中COD的去除率。
3)不同pH對吸附的影響。稱取5份011,012,013,014,015g的S-AC(KOH)和S-AC(ZnCl2),并置于150mL的錐形瓶中,依次加入100mL焦化廢水,用NaOH或者H2SO4將pH分別調至3,5,7,9,11,置入溫度為303K的水浴恒溫振蕩器,以120r/min的轉速振蕩12h,使吸附達到平衡,然后測定平衡時溶液中COD的去除率。
4)污泥活性炭的等溫吸附。分別稱取質量為011,012,013,014,015g的S-AC(KOH)和S-AC(ZnCl2),并置于150mL的錐形瓶中,加入100mL的焦化廢水。然后置入一定溫度(288,303,318K)的水浴恒溫振蕩器,以120r/min的轉速振蕩24h,使吸附達到平衡,然后測定平衡時溶液中COD的平衡吸附量。
5)污泥活性炭的靜態(tài)吸附動力學。稱取011,012,013,014,015g的S-AC(KOH)和S-AC(ZnCl2)并分別置于150mL的錐形瓶中,加入100mL焦化廢水,置入303K的水浴恒溫振蕩器中,以120r/min的轉速振蕩。每隔10,20,30,40,50,60,80,120,180,240,360min取樣分析,作吸附時間與吸附量的關系曲線。
6)污泥活性炭的動態(tài)吸附。在吸附柱中用濕法裝柱加入5mL的S-AC(KOH)和S-AC(ZnCl2),用蒸餾水平衡吸附劑。通水方式為上部進水,下部出水。將焦化廢水以10BV/h的流速(用恒流泵控制)通過玻璃吸附柱,對吸附出水定時收集并測定吸附流出液中COD濃度,作其穿透曲線。
7)污泥活性炭的脫附。在室溫下將質量分數(shù)5%鹽酸溶液以5BV/h的流速(用恒流泵控制)通過裝有已吸附飽和的污泥活性炭,對吸附出水定時收集并測定吸附流出液中COD濃度,作其脫附曲線。
以脫水污泥、鋸末和焦油為原料制備的污泥活性炭以過渡孔為主,孔徑分布較寬�；钚蕴繉OD的吸附過程中,膜擴散為主控步驟。Langmuir模型、偽二階動力學模型均適合描述吸附劑對COD的吸附行為。制備的污泥活性炭還具有動態(tài)吸附性能好、易再生和可重復使用等特點。此外,污泥活性炭對焦化廢水中氨氮和色度也有較好的去除效果,出水可達到國家一級排放標準,焦化廠污泥處理所產生的污泥也可以作為污泥活性炭的制備原料。將污泥活性炭應用于焦化廢水的深度處理具有顯著的經濟和環(huán)境效益。
